(57)【要約】【課題】高強度・高靭性であって、且つ長時間の焼結や特別な高温焼結を行うことなく安価に製造することができる鉄系焼結合金を提供する。【解決手段】合金組成が異なる少なくとも２種の鉄系合金鋼粉を含む原料粉末を加圧成形した後、焼結することにより得られる鉄系焼結合金であって、少なくとも１種の鉄系合金鋼粉により形成されるベイナイト組織またはパーライト組織と、他の少なくとも１種の鉄系合金鋼粉により形成されるマルテンサイト組織を有し、好ましくは、面積分率でベイナイト組織またはパーライト組織が１０〜６０％、マルテンサイト組織が９０〜４０％である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
合金組成が異なる少なくとも２種の鉄系合金鋼粉を含む原料粉末を加圧成形した後、焼結することにより得られる鉄系焼結合金であって、
少なくとも１種の鉄系合金鋼粉により形成されるベイナイト組織と、他の少なくとも１種の鉄系合金鋼粉により形成されるマルテンサイト組織を有することを特徴とする鉄系焼結合金。
【請求項２】
面積分率でベイナイト組織が１０〜６０％、マルテンサイト組織が９０〜４０％であることを特徴とする請求項１に記載の鉄系焼結合金。
【請求項３】
請求項１または２に記載の鉄系焼結合金の製造方法であって、
焼結後の冷却でベイナイト組織になる合金組成を有する少なくとも１種の鉄系合金鋼粉と、焼結後の冷却でマルテンサイト組織になる合金組成を有する少なくとも１種の鉄系合金鋼粉を含む原料粉末を加圧成形した後、焼結することを特徴とする鉄系焼結合金の製造方法。
【請求項４】
合金組成が異なる少なくとも２種の鉄系合金鋼粉を含む原料粉末を加圧成形した後、焼結することにより得られる鉄系焼結合金であって、
少なくとも１種の鉄系合金鋼粉により形成されるパーライト組織と、他の少なくとも１種の鉄系合金鋼粉により形成されるマルテンサイト組織を有することを特徴とする鉄系焼結合金。
【請求項５】
面積分率でパーライト組織が１０〜６０％、マルテンサイト組織が９０〜４０％であることを特徴とする請求項４に記載の鉄系焼結合金。
【請求項６】
請求項４または５に記載の鉄系焼結合金の製造方法であって、
焼結後の冷却でパーライト組織になる合金組成を有する少なくとも１種の鉄系合金鋼粉と、焼結後の冷却でマルテンサイト組織になる合金組成を有する少なくとも１種の鉄系合金鋼粉を含む原料粉末を加圧成形した後、焼結することを特徴とする鉄系焼結合金の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末冶金による鉄系焼結合金、特に自動車用高強度焼結部品に好適な鉄系焼結合金とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械部品などに使用される鉄系焼結合金は、鉄粉や合金鋼粉を主体とする原料粉末を金型で加圧成形した後、焼結することにより製造され、通常５．０〜７．２ｇ／ｃｍ３程度の密度を有する。
機械部品のなかでも、特に自動車用ギヤなどには高強度、高靭性や高疲労強度が要求される。これらの部品を粉末冶金法で製造する場合には、強度、靭性および疲労特性を向上させるために、合金成分を添加する方法が一般的である。例えば、特許文献１では、純鉄粉にＮｉ、Ｃｕ、Ｍｏなどの粉末を拡散付着させることによって合金化成分を添加している。
【０００３】
また、特許文献２では、合金鋼粉末、鉄粉、炭素質粉末を混合調整してなる原料混合粉末において、Ｃ：０．１０mass％以下、Ｓｉ：５．０mass％以下、Ｍｎ：３．０mass％以下、Ｃｒ：３．０〜２０mass％、Ｏ：１．０mass％以下の合金鋼粉末を用い、酸素量の低い高衝撃値の焼結体を得ている。
また、特許文献３では、焼結体の原料粉末として、粒度および組成の異なる２種類以上の鉄系粉末を用い、相対的に粒径の大きな粒子間に粒径の小さな粒子が充填され、ネック部（粒子間の結合部）の強度が高くなるようにするとともに、ネック部と粒子内部との硬さおよび延性のバランスを最適化させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭４５−９６４９号公報
【特許文献２】特開昭６１−５２３０２号公報
【特許文献３】特開２００６−２３３３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の製法で用いる原料粉は圧縮性に優れているが、合金元素（とりわけＮｉ）の拡散が遅いことから、合金元素を鉄基地中に十分拡散させるためには、長時間の焼結が必要となる問題点がある。
また、特許文献２では、合金鋼粉末のＣｒ量が３．０mass％以上と多く、且つ酸素量も高いため、焼結体の酸素量を低減するためには真空中での高温焼結が必要であること、また、焼結後に焼入れしているため組織が全部マルテントサイトになり、高靭性が得られないこと、などの問題がある。
また、特許文献３の焼結体は、微細な鉄系粉末を用いる必要があるため製造コストが高くなる。また、粒度の異なる粉末の偏析が生じる可能性があり、強度にバラツキを生じる一因となる。
【０００６】
したがって本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、高強度・高靭性であって、且つ長時間の焼結や特別な高温焼結を行うことなく安価に製造することができる鉄系焼結合金を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、そのような鉄系焼結合金を安定的に製造することができる製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記した課題を解決するために鋭意検討した結果、所定の合金組成を有する少なくとも２種の鉄系合金鋼粉を含む原料粉末を加圧成形および焼結することで、少なくとも１種の鉄系合金鋼粉によりベイナイト組織またはパーライト組織が、他の少なくとも１種の鉄系合金鋼粉によりマルテンサイト組織がそれぞれ形成されるようにすること、すなわち、ベイナイト−マルテンサイト二相組織またはパーライト−マルテンサイト二相組織となるようにすることにより、高強度かつ高靭性の鉄系焼結合金が得られることを見出した。
【０００８】
本発明はこのような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
［1］合金組成が異なる少なくとも２種の鉄系合金鋼粉を含む原料粉末を加圧成形した後、焼結することにより得られる鉄系焼結合金であって、
少なくとも１種の鉄系合金鋼粉により形成されるベイナイト組織と、他の少なくとも１種の鉄系合金鋼粉により形成されるマルテンサイト組織を有することを特徴とする鉄系焼結合金。
［2］上記［1］の鉄系焼結合金において、面積分率でベイナイト組織が１０〜６０％、マルテンサイト組織が９０〜４０％であることを特徴とする鉄系焼結合金。
［3］上記［1］または［2］の鉄系焼結合金の製造方法であって、焼結後の冷却でベイナイト組織になる合金組成を有する少なくとも１種の鉄系合金鋼粉と、焼結後の冷却でマルテンサイト組織になる合金組成を有する少なくとも１種の鉄系合金鋼粉を含む原料粉末を加圧成形した後、焼結することを特徴とする鉄系焼結合金の製造方法。
【０００９】
［4］合金組成が異なる少なくとも２種の鉄系合金鋼粉を含む原料粉末を加圧成形した後、焼結することにより得られる鉄系焼結合金であって、
少なくとも１種の鉄系合金鋼粉により形成されるパーライト組織と、他の少なくとも１種の鉄系合金鋼粉により形成されるマルテンサイト組織を有することを特徴とする鉄系焼結合金。
［5］上記［4］の鉄系焼結合金において、面積分率でパーライト組織が１０〜６０％、マルテンサイト組織が９０〜４０％であることを特徴とする鉄系焼結合金。
［6］上記［4］または［5］の鉄系焼結合金の製造方法であって、焼結後の冷却でパーライト組織になる合金組成を有する少なくとも１種の鉄系合金鋼粉と、焼結後の冷却でマルテンサイト組織になる合金組成を有する少なくとも１種の鉄系合金鋼粉を含む原料粉末を加圧成形した後、焼結することを特徴とする鉄系焼結合金の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の鉄系焼結合金は、合金組成が異なる鉄系合金鋼粉によってそれぞれ形成されるベイナイト組織またはパーライト組織とマルテンサイト組織とからなる二相組織を有するので、高強度かつ高靭性であり、しかも長時間の焼結や特別な高温焼結を行うことなく安価に製造することができる。また、本発明の製造方法によれば、そのような鉄系焼結合金を安定的に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本願の第一発明の鉄系焼結合金は、合金組成が異なる少なくとも２種の鉄系合金鋼粉を含む（さらに必要に応じて、黒鉛粉などを含む）原料粉末を加圧成形した後、焼結することにより得られる鉄系焼結合金であり、合金組成が異なる鉄系合金鋼粉によってそれぞれ形成されるベイナイト組織とマルテンサイト組織を有するものである。また、本願の第二発明の鉄系焼結合金は、合金組成が異なる少なくとも２種の鉄系合金鋼粉を含む（さらに必要に応じて、黒鉛粉などを含む）原料粉末を加圧成形した後、焼結することにより得られる鉄系焼結合金であり、合金組成が異なる鉄系合金鋼粉によってそれぞれ形成されるパーライト組織とマルテンサイト組織を有するものである。このような金属組織を有することにより、高強度かつ高靭性の鉄系焼結合金とすることができる。
【００１２】
さきに挙げた特許文献３は、焼結体の原料粉末として、粒度および組成の異なる２種類以上の鉄系粉末を用いる技術であるが、この技術の狙いは、相対的に粒径の大きな粒子間に粒径の小さな粒子が充填され、ネック部（粒子間の結合部）の強度が高くなるようにするとともに、ネック部と粒子内部との硬さおよび延性のバランスを最適化させることにある。したがって、本発明のように、合金組成が異なる鉄系合金鋼粉によりそれぞれ形成されるベイナイト組織またはパーライト組織とマルテンサイト組織とからなる二相組織の焼結合金を得るものではない。
【００１３】
まず、本願の第一発明の鉄系焼結合金とその製造方法について説明する。
本発明の鉄系焼結合金の原料粉末は、合金組成が異なる少なくとも２種の鉄系合金鋼粉を含む。このうち、少なくとも１種の鉄系合金鋼粉は、焼結後の冷却でベイナイト組織となるような成分組成を有するので、焼結後の冷却において、その全部または主たる部分がベイナイト組織となる。また、他の少なくとも１種の鉄系合金鋼粉は、焼結後の冷却でマルテンサイト組織となるような成分組成を有するので、焼結後の冷却において、その全部または主たる部分がマルテンサイト組織となる。
ここで、焼結後の冷却でベイナイト組織になる合金組成を有する鉄系合金鋼粉と、焼結後の冷却でマルテンサイト組織になる合金組成を有する鉄系合金鋼粉は、それぞれ異なる合金組成を有する２種以上の鉄系合金鋼粉からなるものでもよい。
なお、原料粉末を構成する鉄系合金鋼粉や、原料粉末中に必要に応じて添加される黒鉛粉などの詳細については、鉄系焼結合金の製造方法の説明において詳述する。
【００１４】
本発明の鉄系焼結合金の金属組織は、面積分率でベイナイト組織（ベイナイト相）が１０〜６０％、マルテンサイト組織（マルテンサイト相）が９０〜４０％であることが好ましい。面積分率でベイナイト組織が１０％未満またはマルテンサイト組織が９０％超では靭性が低下し、一方、ベイナイト組織が６０％超またはマルテンサイト組織が４０％未満では強度が低下する。また、他の金属組織として、主として鉄系合金鋼粉どうしの界面においてパーライト相、フェライト相、オーステナイト相などが不可避的に生じる場合があり、このようなベイナイト相とマルテンサイト相以外の金属組織の存在も少量であれば許容されるが、面積分離の合計で５％を上限とすることが好ましい。
金属組織の面積分率は、焼結合金の研磨断面のエッチング（例えば、３％ナイタールによるエッチング）した組織を、画像解析することにより測定することができる。
【００１５】
次に、上述した本発明の鉄系焼結合金の製造方法について説明する。
この製造方法では、焼結後の冷却でベイナイト組織になる合金組成を有する鉄系合金鋼粉（ａ）と、焼結後の冷却でマルテンサイト組織になる合金組成を有する鉄系合金鋼粉（ｂ）を含み、さらに必要に応じて黒鉛粉などを含む原料粉末を加圧成形した後、焼結する。
前記鉄系合金鋼粉（ａ），（ｂ）としては、例えば、所定量の合金元素を含有する溶鋼を溶製し、これを水アトマイズして合金鋼粉（予合金化水アトマイズ合金鋼粉）としたものを用いることができる。水アトマイズの方法などに特別な制限はなく、公知の方法および装置を用いて行えばよい。水アトマイズして得られた合金鋼粉には、通常、水素中または真空（減圧）中での還元処理、粉砕処理が施される。
【００１６】
前記鉄系合金鋼粉（ａ）は、焼結後の冷却速度でベイナイト組織となるような合金組成とする。一般的なベルト焼結炉は、焼結後の冷却速度が１０〜６０℃／分程度なので、Ｍｎ：０．０５〜０．２５mass％、Ｍｏ：０．１〜２．５mass％を含む合金組成とすることが好ましい。
以下、この組成の限定理由について説明する。
・Ｍｎ：０．０５〜０．２５mass％
Ｍｎは、固溶強化により引張強度を向上させるが、この効果を得るためには、含有量は０．０５mass％以上とすることが好ましい。しかし、０．２５mass％を超えて含有させると圧縮性が低下するとともに、酸化物の生成が多くなって焼結を阻害し、強度を低下させる。
・Ｍｏ：０．１〜２．５mass％
Ｍｏは、焼入性向上、固溶強化、析出強化によって、強度を向上させる元素であるが、含有量が０．１mass％未満ではその効果は小さく、一方、２．５mass％を超えると圧縮性が低下するとともに、強度向上効果が飽和し、却ってコスト上昇を招く。
上記した成分以外の残部は、Ｆｅおよび不可避的不純物である。
【００１７】
前記鉄系合金鋼粉（ｂ）は、焼結後の冷却速度でマルテンサイト組織となるような合金組成とする。上述したように、一般的なベルト焼結炉は、焼結後の冷却速度が１０〜６０℃／分程度なので、Ｃｒ：２．０〜３．５mass％、Ｍｎ：０．０５〜０．２５mass％、Ｍｏ：０．１〜０．５mass％、Ｖ：０．２〜０．４mass％を含む合金組成とすることが好ましい。
以下、この組成の限定理由について説明する。
・Ｃｒ：２．０〜３．５mass％
Ｃｒは、焼入性を向上させる元素であり、焼結後の冷却によりマルテンサイト変態させやすくし、引張強度を向上させる効果がある。この効果を得るためには、含有量は２．０mass％以上とすることが好ましい。しかし、３．５mass％を超えて含有させると圧縮性が低下し、強度低下を招く。
【００１８】
・Ｍｎ：０．０５〜０．２５mass％
Ｍｎは、焼入性を向上させる元素であり、焼結後の冷却によりマルテンサイト変態させやすくし、引張強度を向上させる効果がある。この効果を得るためには、含有量は０．０５mass％以上とすることが好ましい。しかし、０．２５mass％を超えて含有させると圧縮性が低下するとともに、酸化物の生成が多くなって焼結を阻害し、強度を低下させる。
・Ｍｏ：０．１〜０．５mass％
Ｍｏは、焼入性向上、固溶強化、析出強化などによって、鋼の強度を向上させる元素であるが、含有量が０．１mass％未満ではその効果は小さく、一方、０．５mass％を超えると圧縮性が低下するため高密度が得られず、焼結体強度が低下する。
・Ｖ：０．２〜０．４mass％
Ｖは、析出硬化によって強度を向上させる元素であるが、含有量が０．２mass％未満ではその効果は小さい。一方、０．４mass％を超えると析出物が粗大化するため強度が低下する。
上記した成分以外の残部は、Ｆｅおよび不可避的不純物である。
【００１９】
鉄系合金鋼粉（ａ）と鉄系合金鋼粉（ｂ）の配合比は、ベイナイト相とマルテンサイト相の所望の面積分率比に応じて決定すればよい。
なお、鉄系合金鋼粉（ａ）と鉄系合金鋼粉（ｂ）は、それぞれ異なる合金組成を有する２種以上の鉄系合金鋼粉からなるものでもよい。
黒鉛粉は、Ｃを鉄中に固溶させて強度を高めるために必要に応じて添加することができる。黒鉛粉を添加する場合、その配合量は０．２〜１．０mass％とするのが好ましい。黒鉛粉の配合量が０．２mass％未満ではその添加効果が少なく、一方、１．０mass％を超えると粗大なセメンタイトが析出しやすく、強度、靭性ともに低下する。
原料粉末には、さらに必要に応じて、他の合金用粉末、潤滑剤などを配合することができる。他の合金用粉末としては、例えば、銅粉、燐化鉄粉、ニッケル粉などが挙げられる。また、潤滑剤としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸リチウム、オレイン酸、ステアリン酸アミド、エチレンビスステアロアミド等のような公知の潤滑剤が好適である。潤滑剤の配合量は、０．２〜１mass％程度とするのが好ましい。
【００２０】
原料粉末（原料の混合粉）は、金型で加圧成形した後、焼結する。
加圧成形は４００〜１０００ＭＰａ程度の圧力で、常温（約２０℃）〜約１６０℃の温度で行うことが好ましい。成形方法に特別な制限はなく、公知の方法で行えばよい。例えば、原料粉末を室温とし、金型を５０〜１００℃に加熱する方法は、粉末の取扱いが容易で且つ成形体の密度（圧粉体密度）が向上するため好適である。また、原料粉末、金型ともに１２０〜１３０℃に加熱する、いわゆる温間成形も実施することができる。
成形体の焼結は、焼結温度１１００〜１３００℃程度、焼結時間１０〜６０分程度で行うことが好ましい。焼結後の冷却速度は、特別な装置を用いることなく実現できる１０〜６０℃／分程度が好適である。また、急速冷却装置による６０℃／分超の冷却速度でも、その冷却速度に応じて、鉄系合金鋼粉の合金量を低減できるため、経済的な観点から好ましい。
本発明では、ベイナイト組織を維持できるような或いはベイナイト組織が残存できるような条件であれば、焼結後に焼入れ等の熱処理を行ってもよい。
【００２１】
次に、本願の第二発明に係る鉄系焼結合金とその製造方法について説明する。
本発明の鉄系焼結合金の原料粉末は、合金組成が異なる少なくとも２種の鉄系合金鋼粉を含む。このうち、少なくとも１種の鉄系合金鋼粉は、焼結後の冷却でパーライト組織となるような成分組成を有するので、焼結後の冷却において、その全部または主たる部分がパーライト組織となる。また、他の少なくとも１種の鉄系合金鋼粉は、焼結後の冷却でマルテンサイト組織となるような成分組成を有するので、焼結後の冷却において、その全部または主たる部分がマルテンサイト組織となる。
ここで、焼結後の冷却でパーライト組織になる合金組成を有する鉄系合金鋼粉と、焼結後の冷却でマルテンサイト組織になる合金組成を有する鉄系合金鋼粉は、それぞれ異なる合金組成を有する２種以上の鉄系合金鋼粉からなるものでもよい。
なお、原料粉末を構成する鉄系合金鋼粉や、原料粉末中に必要に応じて添加される黒鉛粉などの詳細については、鉄系焼結合金の製造方法の説明において詳述する。
【００２２】
本発明の鉄系焼結合金の金属組織は、面積分率でパーライト組織（パーライト相）が１０〜６０％、マルテンサイト組織（マルテンサイト相）が９０〜４０％であることが好ましい。面積分率でパーライト組織が１０％未満またはマルテンサイト組織が９０％超では靭性が低下し、一方、パーライト組織が６０％超またはマルテンサイト組織が４０％未満では強度が低下する。また、他の金属組織として、主として鉄系合金鋼粉どうしの界面においてベイナイト相、フェライト相、オーステナイト相などが不可避的に生じる場合があり、このようなパーライト相とマルテンサイト相以外の金属組織の存在も少量であれば許容されるが、面積分離の合計で５％を上限とすることが好ましい。
金属組織の面積分率は、焼結合金の研磨断面のエッチング（例えば、３％ナイタールによるエッチング）した組織を、画像解析することにより測定することができる。
【００２３】
次に、上述した本発明の鉄系焼結合金の製造方法について説明する。
この製造方法では、焼結後の冷却でパーライト組織になる合金組成を有する鉄系合金鋼粉（A）と、焼結後の冷却でマルテンサイト組織になる合金組成を有する鉄系合金鋼粉（B）を含み、さらに必要に応じて黒鉛粉などを含む原料粉末を加圧成形した後、焼結する。
前記鉄系合金鋼粉（A），（B）としては、例えば、所定量の合金元素を含有する溶鋼を溶製し、これを水アトマイズして合金鋼粉（予合金化水アトマイズ合金鋼粉）としたものを用いることができる。水アトマイズの方法などに特別な制限はなく、公知の方法および装置を用いて行えばよい。水アトマイズして得られた合金鋼粉には、通常、水素中または真空（減圧）中での還元処理、粉砕処理が施される。
【００２４】
前記鉄系合金鋼粉（A）は、焼結後の冷却速度でパーライト組織となるような合金組成とする。一般的なベルト焼結炉は、焼結後の冷却速度が１０〜６０℃／分程度なので、Ｃｒ：０．１mass％以上２．０mass％未満、Ｍｎ：０．０５〜０．１５mass％、Ｍｏ：０．１〜０．４mass％、Ｖ：０．２〜０．４mass％を含む合金組成とすることが好ましい。
以下、この組成の限定理由について説明する。
・Ｃｒ：０．１mass％以上２．０mass％未満
Ｃｒは、焼結後の冷却によりパーライト変態させやすくし、パーライトの層間隔を狭め、引張強度を向上させる効果がある。この効果を得るためには、含有量は０．１mass％以上とすることが好ましい。しかし、２．０mass％以上含有させるとマルテンサイトが生成し、靱性が低下する。
【００２５】
・Ｍｎ：０．０５〜０．１５mass％
Ｍｎは、固溶強化により引張強度を向上させるが、この効果を得るためには、含有量は０．０５mass％以上とすることが好ましい。しかし、０．１５mass％を超えて含有させると圧縮性が低下するとともに、酸化物の生成が多くなって焼結を阻害し、強度を低下させる。また、０．１５mass％を超えて含有させると、ベイナイトが生成しやすくなり、パーライトが得られる冷却速度範囲が狭くなる。
・Ｍｏ：０．１〜０．４mass％
Ｍｏは、焼入性向上、固溶強化、析出強化などによって、強度を向上させる元素であるが、含有量が０．１mass％未満ではその効果は小さく、一方、０．４mass％を超えるとベイナイトが生成しやすくなり、パーライトが得られる冷却速度範囲が狭くなる。
・Ｖ：０．２〜０．４mass％
Ｖは、析出硬化によって強度を向上させる元素であるが、含有量が０．２mass％未満ではその効果は小さい。一方、０．４mass％を超えると析出物が粗大化するため強度が低下する。
上記した成分以外の残部は、Ｆｅおよび不可避的不純物である。
【００２６】
前記鉄系合金鋼粉（B）は、焼結後の冷却速度でマルテンサイト組織となるような合金組成とする。この鉄系合金鋼粉（B）の好ましい合金組成については、さきに説明した本願の第一発明の鉄系合金鋼粉（ｂ）と同様であるので、詳細な説明は省略する。
鉄系合金鋼粉（A）と鉄系合金鋼粉（B）の配合比は、パーライト相とマルテンサイト相の所望の面積分率比に応じて決定すればよい。
なお、鉄系合金鋼粉（A）と鉄系合金鋼粉（B）は、それぞれ異なる合金組成を有する２種以上の鉄系合金鋼粉からなるものでもよい。
原料粉末中に必要に応じて配合する他の成分（例えば、黒鉛粉、その他の合金用粉末、潤滑剤など）は、さきに説明した本願の第一発明（鉄系焼結合金の製造方法）と同様であるので、詳細な説明は省略する。
原料粉末（原料の混合粉）は、金型で加圧成形した後、焼結する。この焼結条件についても、さきに説明した本願の第一発明（鉄系焼結合金の製造方法）と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【実施例】
【００２７】
［実施例１］
表１に示す配合比の２種類の鉄系合金鋼粉（Ｆｅ−０．２mass％Ｍｎ−０．４５mass％Ｍｏ、Ｆｅ−３mass％Ｃｒ−０．３mass％Ｍｏ−０．１mass％Ｍｎ−０．３mass％Ｖ）に、黒鉛粉：０．６mass％、潤滑剤としてエチレンビスステアロアミド粉：０．６mass％を添加し、Ｖブレンダーで混合して原料粉末（混合粉）とした。この原料粉末を成形密度７．１Ｍｇ／ｍ３に成形し、この成形体に９０％Ｎ２−１０％Ｈ２雰囲気中において１２５０℃×６０分の条件で焼結を施し、焼結体とした。得られた焼結体について、引張強さ、衝撃値、金属組織（ベイナイト相、マルテンサイト相の各面積分率）を調べた。それらの結果を表１に併せて示す。なお、金属組織の面積分率については、数％の気孔を除いて算出した。
表１によれば、比較例１はベイナイト組織であり、引張強度が６００ＭＰａ未満と低い。比較例２はマルテンサイト組織であり、衝撃値が１５Ｊ／ｃｍ２以下と低い。これに対して発明例１〜４はベイナイト−マルテンサイト組織であり、引張強度、衝撃値ともに高い値が得られている。
【００２８】
【表１】
2010255082.tif 000002
【００２９】
［実施例２］
表２に示す配合比の２種類の鉄系合金鋼粉（Ｆｅ−１mass％Ｃｒ−０．３mass％Ｍｏ−０．１mass％Ｍｎ−０．３mass％Ｖ、Ｆｅ−３mass％Ｃｒ−０．３mass％Ｍｏ−０．１mass％Ｍｎ−０．３mass％Ｖ）に、黒鉛粉：０．９mass％、潤滑剤としてエチレンビスステアロアミド粉：０．６mass％を添加し、Ｖブレンダーで混合して原料粉末（混合粉）とした。この原料粉末を成形密度７．１Ｍｇ／ｍ３に成形し、この成形体に９０％Ｎ２−１０％Ｈ２雰囲気中において１２５０℃×６０分の条件で焼結を施し、焼結体とした。得られた焼結体について、引張強さ、衝撃値、金属組織（パーライト相、マルテンサイト相の各面積分率）を調べた。それらの結果を表２に併せて示す。なお、金属組織の面積分率については、数％の気孔を除いて算出した。
表２によれば、比較例１はパーライト組織であり、引張強度が８００ＭＰａ未満と低い。比較例２はマルテンサイト組織であり、衝撃値が１５Ｊ／ｃｍ２以下と低い。これに対して発明例１〜４はパーライト−マルテンサイト組織であり、引張強度、衝撃値ともに高い値が得られている。
【００３０】
【表２】
2010255082.tif 000003